微機(jī)控制技術(shù)第2章80C51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)

1、第2章 80C51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)2.1 單片機(jī)的概念及系列2.2 80C51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.3 80C51系列單片機(jī)外引腳功能2.4 80C51單片機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)器2.5 80C51單片機(jī)的并行I/O口2.6 80C51單片機(jī)的時(shí)鐘與定時(shí)2.7 80C51單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位2.1 單片機(jī)的概念及系列1單片機(jī)的概念2MCS-51系列與80C51系列MCS-51系列：MCS只是Intel公司專用的，是Inter公司系列的符號(hào)。MCS-51系列單片機(jī)典型機(jī)包括51和52兩個(gè)子系列。80C51系列：MCS-51系列的兼容產(chǎn)品，準(zhǔn)確地說(shuō)是與MCS-51指令系統(tǒng)兼容的單片機(jī)。因而常用80C51系列來(lái)命名所

2、有具有MCS-51指令系統(tǒng)的單片機(jī)。對(duì)8051都做了一些補(bǔ)充。80C51系列的單片機(jī)包括Inter公司和其他公司的51和52子系列。內(nèi)部資源超出52子系列的單片稱為新一代80C51系列單片機(jī)MCS-51系列單片機(jī)分類表掩模ROM 紫外線可擦除ROM HMOS工藝 低功耗CHMOS 2.2 80C51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)控制器運(yùn)算器PC加1寄存器中央處理器CPU1運(yùn)算器(1) 累加器 A（或ACC）：8位寄存器 功能：存放操作數(shù)，存放運(yùn)算結(jié)果 工作最繁忙的寄存器 - 中心交通路口，在指令系 統(tǒng)中有一多半 指令和A有關(guān)。（2） 算術(shù)/邏輯部件ALU：對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯操 作的執(zhí)行部件。由加法器和其

3、他邏輯電路（移位電路和判斷電路等）組成。完成算術(shù)加、減、乘、除和邏輯“與”、“或”、“異或”等運(yùn)算以及循環(huán)移位操作、位操作等功能。 （3） 程序狀態(tài)字寄存器PSW：是8位寄存器，用來(lái)存放運(yùn)算結(jié)果的一些特征。（4） B寄存器：在進(jìn)行乘法、除法運(yùn)算時(shí)作為ALU的輸入之一，與ACC配合完成運(yùn)算和并存放運(yùn)算結(jié)果。（5） 暫存器：用以暫存進(jìn)入運(yùn)算器之前的數(shù)據(jù)。2.2 80C51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)控制器運(yùn)算器PC加1寄存器2控制器包括指令部件，時(shí)序部件和微操作部件（1） 程序計(jì)數(shù)器PC：存放下一條要執(zhí)行的指令的地址，16位程序地址寄存器（2） 堆棧指針SP：“先進(jìn)后出”原則存取數(shù)據(jù)的，開機(jī)復(fù)位后，單片機(jī)棧底地

4、址為07H （3） 指令寄存器IR ：（4） 數(shù)據(jù)指針DPTR ：可用于尋址程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元 。16位存儲(chǔ)器，可尋地址64KB 。由DPH + DPL 組成，可分別使用 高位字節(jié)（DPH）和低位字節(jié)（DPL） （5）定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：80C51有兩個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。表示為定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0，T1。2.2 80C51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)控制器運(yùn)算器存儲(chǔ)器1內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：80C51芯片256個(gè)RAM單元，其中后128個(gè)單元專用寄存器用，用戶使用的只有前128個(gè)單元，簡(jiǎn)稱內(nèi)部“RAM”2內(nèi)部程序存儲(chǔ)器：80C51有4KB掩模ROM，存放程序和原始數(shù)據(jù)。稱為程序存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱“內(nèi)部ROM”2.2

5、 80C51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)控制器運(yùn)算器輸入輸出端口（I/O）1并行的I/O口：4個(gè)8位并行I/O口（P0，P1，P2，P3），實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入輸出。2一個(gè)串行口：實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和其他數(shù)據(jù)設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳送。2.2 80C51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)控制器運(yùn)算器2.3 80C51系列單片機(jī)外引腳功能1封裝：80C51系列單片機(jī)常用的兩種封裝為雙列直插式DIP40，方形封裝LCC44280C51系列單片機(jī)外部引腳380C51單片機(jī)邏輯符號(hào)480C51系列單片機(jī)外部引腳說(shuō)明重要性：引腳表現(xiàn)出單片機(jī)的外部特性或硬件特性，通過(guò)引腳連接和組建系統(tǒng)。共有40個(gè)引腳，分為端口線（32條），電源線（2條）和控制線（6條

6、）端口：4個(gè)并行I/O端口，每個(gè)端口有8條端口線，用于傳送數(shù)據(jù)或地址。每個(gè)端口結(jié)構(gòu)各不相同，因此功能和用途上的差別也較大。80C51單片機(jī)邏輯符號(hào)（1）端口線P0.7P0.0：為P0口專用，P0.7為高位，P0.0為低位。有兩種不同的功能:通用I/O接口和地址/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用總線 。 通用I/O接口：輸出，輸入和端口操作三種工作方式。第一種情況，80C51不帶片外存儲(chǔ)器時(shí)。P0口作為通用I/O口使用，用于傳送CPU的輸入/輸出數(shù)據(jù)。這時(shí)輸出數(shù)據(jù)可以得到鎖存，不需外接專用鎖存器。輸入數(shù)據(jù)可以得到緩沖，增加了數(shù)據(jù)的可靠性端口線第二種情況：80C51帶片外存儲(chǔ)器， P0.7P0.0在CPU訪問(wèn)片外存儲(chǔ)

7、器時(shí)用于傳送片外存儲(chǔ)器的低8位地址。然后傳送CPU對(duì)片外存儲(chǔ)器的讀寫數(shù)據(jù)。 端口線P1.7P1.0：80C51單片機(jī)的P1口只有一種功能，通用輸入/輸出接口。對(duì)52子系列而言，P1.0和P1.1第二功能為定時(shí)器2輸入。P2.7P2.0：通用的I/O接口或8位地址總線。它的第二功能和P0口引腳的第二功能相配合，用于輸出片外存儲(chǔ)器的高8位地址。80C51單片機(jī)邏輯符號(hào)端口線P3.7P3.0：第一功能和其余三個(gè)端口的第一功能相同。第二功能為控制功能。參閱P23，表2.1P3口的第二功能:實(shí)際使用中總是優(yōu)先選用第二功能，剩下的才作為口線使用380C51單片機(jī)邏輯符號(hào)（2）電源線VCC(40)為+5V電

8、源線,VSS(20)接地（3）控制線（6條）ALE(30)：地址鎖存控制信號(hào)。配合P0口引腳的第二功能使用。EA(31):片外存儲(chǔ)器訪問(wèn)選擇線。可以控制使用片內(nèi)ROM或使用片外ROM。 EA=1：允許使用片內(nèi)ROM EA=0：只使用片外ROMPSEN(29)：片外ROM讀選通信號(hào)，在訪問(wèn)片外ROM時(shí)，80C51自動(dòng)在PSEN線上產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖，作為片外ROM芯片的讀選通信號(hào)。RST（9）：復(fù)位線，使80C51處于復(fù)位工作狀態(tài)。XTAL1（18）和XTAL2（19）：片內(nèi)振蕩電路輸入線，用來(lái)外接石英晶體和微調(diào)電容。80C51引腳功能4）80C51三總線結(jié)構(gòu)總線：連接計(jì)算機(jī)各部件的一組公共信號(hào)線地

9、址總線AB（Address Bus）：地址總線寬度為16位，其外部存儲(chǔ)器直接尋址范圍為64k（216）。數(shù)據(jù)總線DB（Data Bus）：用于單片機(jī)與存儲(chǔ)器之間或單片機(jī)與I/O端口之間數(shù)據(jù)傳送。數(shù)據(jù)總線為8位，由P0口提供控制總線CB（Controller Bus）：一組信號(hào)線，由單片機(jī)發(fā)出的，以及從其它部件傳送給單片機(jī)的。由P3口部分引腳的第2功能和4根獨(dú)立控制線RST，EA，ALE，PSEN組成1端口線（4832條）2電源線（2條）3控制線（6條）4地址、數(shù)據(jù)和控制之三總線結(jié)構(gòu) （3）控制線（6條）ALE(30)：地址鎖存控制信號(hào)。配合P0口引腳的第二功能使用。復(fù)習(xí)EA(31):片外存儲(chǔ)器

10、訪問(wèn)選擇線?？梢钥刂剖褂闷瑑?nèi)ROM或使用片外ROM。 EA=1：允許使用片內(nèi)ROM EA=0：只使用片外ROM復(fù)習(xí)PSEN(29)：片外ROM讀選通信號(hào)，在訪問(wèn)片外ROM時(shí)，80C51自動(dòng)在PSEN線上產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖，作為片外ROM芯片的讀選通信號(hào)。RST（9）：復(fù)位線，使80C51處于復(fù)位工作狀態(tài)。XTAL1（18）和XTAL2（19）：片內(nèi)振蕩電路輸入線，用來(lái)外接石英晶體和微調(diào)電容。復(fù)習(xí)80C51單片機(jī)三總線構(gòu)成5）80C51三總線的特點(diǎn)P0口的地址/數(shù)據(jù)復(fù)用：作8位地址線時(shí)，要有鎖存器將地址鎖存(ALE)。兩個(gè)并行的擴(kuò)展空間。單片機(jī)中程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是兩個(gè)獨(dú)立的空間。使用相同的16

11、位地址線和8位數(shù)據(jù)線。分別為兩個(gè)64K尋址空間。PSEN取指控制信號(hào)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用WR，RD。外圍擴(kuò)展的統(tǒng)一編址單片機(jī)芯片并沒(méi)有提供專用的地址線和數(shù)據(jù)線，而是采用I/O口線的復(fù)用技術(shù)，把I/O口線改造為總線。圖4.29 具有32K字節(jié)程序存儲(chǔ)器的單片機(jī)最小系統(tǒng)2.4 80C51內(nèi)部存儲(chǔ)器的組織物理結(jié)構(gòu)上：4個(gè)存儲(chǔ)空間內(nèi)部RAM+內(nèi)部ROM+外部RAM+外部ROM邏輯上：即用戶使用的角度上，80C51有3個(gè)存儲(chǔ)空間 片內(nèi)外統(tǒng)一編址的64KB程序存儲(chǔ)器地址空間片內(nèi)ROM和片外ROM之和不能超過(guò)64K， 地址范圍0000H-FFFFH256B片內(nèi)RAM地址空間，地址范圍：00H-FFH64KB片外數(shù)

12、據(jù)存儲(chǔ)器空間，地址范圍是0000HFFFFH。2.4 80C51內(nèi)部存儲(chǔ)器的組織物理結(jié)構(gòu)上：4個(gè)存儲(chǔ)空間內(nèi)部RAM+內(nèi)部ROM+外部RAM+ 外部ROM邏輯上：即用戶使用的角度上，80C51有3個(gè)存儲(chǔ)空間 片內(nèi)外統(tǒng)一編址的64KB程序存儲(chǔ)器地址空間片內(nèi)ROM和片外ROM之和不能超過(guò)64K， 地址范圍0000H-FFFFH256B片內(nèi)RAM地址空間，地址范圍：00H-FFH64KB片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間，地址范圍是0000HFFFFH。1程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器中特殊功能單元0000H：80C51復(fù)位后，PC=0000H，即程序從0000H開始執(zhí)行指令。0003H：外部中斷入口000BH：定時(shí)器0溢出中

13、斷入口0013H：外部中斷1入口0023H：串行口中斷入口002BH：定時(shí)器2入口（僅52子系列有）內(nèi)部程序存儲(chǔ)器（保留的） 80C51有 4KB ROM 內(nèi)部程序存儲(chǔ)器 0000H0FFFH 存放程序用 系統(tǒng)復(fù)位(RST高電平)(PC)=0000H程序從此開始2. 80C51內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器80C51系列單片機(jī)的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器包括RAM塊和特殊功能寄存器（SFR）塊。51子系列 RAM塊：128B,編址為:00H7FH SFR塊：128B，編址為:80HFFH用戶使用P24圖2.32 . 80C51內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM) 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)低128單元:分為通用（工作）寄存器區(qū)、位尋址區(qū)、數(shù)據(jù)緩沖

14、區(qū)（用戶區(qū)）00H1FH：工作寄存器區(qū)。分為4組。每組有8個(gè)寄存器。在組中按R7-R0編號(hào)。32個(gè)單元供用戶編程時(shí)使用。在任一時(shí)刻CPU只能使用其中一組。由程序狀態(tài)字PSW選擇。 R0R1R2.R7（16單元）（80單元）工作寄存器區(qū)00HR0工作寄存器0組01HR107HR708HR0工作寄存器1組09HR10FHR710HR0工作寄存器2組11HR117HR718HR0工作寄存器3組19HR11FHR7位尋址區(qū)20H07H06H05H04H03H02H01H00H21H0FH0EH0DH0CH0BH0AH09H08H22H17H16H15H14H13H12H11H10H23H1FH1EH1

15、DH1CH1BH1AH19H18H24H27H26H25H24H23H22H21H20H25H2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H26H37H36H35H34H33H32H31H30H27H3FH3EH3DH3CH3BH3AH39H38H28H47H46H45H44H43H42H41H40H29H4FH4EH4DH4CH4BH4AH49H48H2AH57H56H55H54H53H52H51H50H2BH5FH5EH5DH5CH5BH5AH59H58H2CH67H66H65H64H63H62H61H60H2DH6FH6EH6DH6CH6BH6AH69H68H2EH77H76H75H7

16、4H73H72H71H70H2FH7FH7EH7DH7CH7BH7AH79H78H數(shù)據(jù)緩沖區(qū)30H7FH80H僅52子系列有FFH80C51單片機(jī)內(nèi)RAM配置工作寄存區(qū)07HR7工作寄存器0組06HR605HR504HR403HR302HR201HR100HR0工作寄存器區(qū)00HR0工作寄存器0組01HR107HR708HR0工作寄存器1組09HR11FHR710HR0工作寄存器2組11HR117HR718HR0工作寄存器3組19HR11FHR7位尋址區(qū)20H07H06H05H04H03H02H01H00H21H0FH0EH0DH0CH0BH0AH09H08H22H17H16H15H14H13

17、H12H11H10H23H1FH1EH1DH1CH1BH1AH19H18H24H27H26H25H24H23H22H21H20H25H2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H26H37H36H35H34H33H32H31H30H27H3FH3EH3DH3CH3BH3AH39H38H28H47H46H45H44H43H42H41H40H29H4FH4EH4DH4CH4BH4AH49H48H2AH57H56H55H54H53H52H51H50H2BH5FH5EH5DH5CH5BH5AH59H58H2CH67H66H65H64H63H62H61H60H2DH6FH6EH6DH6CH6BH6A

18、H69H68H2EH77H76H75H74H73H72H71H70H2FH7FH7EH7DH7CH7BH7AH79H78H數(shù)據(jù)緩沖區(qū)30H7FH80H僅52子系列有FFHP24圖2.3位尋址區(qū)：20H2FH,16個(gè)單元，即可進(jìn)行字節(jié)操作也可對(duì)單元中每一位進(jìn)行位操作。128位。每一位都賦予一個(gè)位地址。通常把程序中用到的狀態(tài)標(biāo)志，位控制變量等放在位尋址區(qū)。例：SETB 07H：片內(nèi)RAM20H單元的D7位將置1接上表工作寄存器區(qū)00HR0工作寄存器0組01HR107HR708HR0工作寄存器1組09HR10FHR710HR0工作寄存器2組11HR117HR718HR0工作寄存器3組19HR11FH

19、R7位尋址區(qū)20H07H06H05H04H03H02H01H00H21H0FH0EH0DH0CH0BH0AH09H08H22H17H16H15H14H13H12H11H10H23H1FH1EH1DH1CH1BH1AH19H18H24H27H26H25H24H23H22H21H20H25H2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H26H37H36H35H34H33H32H31H30H27H3FH3EH3DH3CH3BH3AH39H38H28H47H46H45H44H43H42H41H40H29H4FH4EH4DH4CH4BH4AH49H48H2AH57H56H55H54H53H52H51H

20、50H2BH5FH5EH5DH5CH5BH5AH59H58H2CH67H66H65H64H63H62H61H60H2DH6FH6EH6DH6CH6BH6AH69H68H2EH77H76H75H74H73H72H71H70H2FH7FH7EH7DH7CH7BH7AH79H78H數(shù)據(jù)緩沖區(qū)30H7FH80H僅52子系列有FFH教材P25表2.2P24圖2.3數(shù)據(jù)緩沖區(qū)： 51子系列：30H7FH，用戶RAM 區(qū)。共80個(gè)單元。 一般作為堆棧開辟區(qū)和數(shù)據(jù)緩沖。堆棧和堆棧指針:80C51單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位后SP的初值為07H，即08H單元開始堆放信息?？赏ㄟ^(guò)軟件改變SP值，一般設(shè)為2FH或更大。P24圖2

21、.3思考題80C51單片機(jī)內(nèi)部包含哪些主要邏輯功能部件？各有什么主要功能？簡(jiǎn)述80C51系列單片機(jī)片內(nèi)RAM的空間分配。綜述P0，P1，P2和P3口各有哪幾種功能？（2） 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器高128單元 供專用寄存器使用，用于存放相應(yīng)功能部件的控制命令，狀態(tài)或數(shù)據(jù)。也稱之為特殊功能寄存器（SFR）P24圖2.3 專用寄存器簡(jiǎn)介（共22個(gè)，21個(gè)可尋址） SFR與片內(nèi)RAM統(tǒng)一編址。80C51有18個(gè)專用寄存器，其中3個(gè)是雙字節(jié)。功能：對(duì)單片機(jī)內(nèi)部資源的操作和管理。用戶在編程時(shí)可以置數(shù)設(shè)定。注意：SFR并未占滿80HFFH整個(gè)空間，不連續(xù)分散在內(nèi)部RAM高128單元中。對(duì)空閑地址的寫操作無(wú)意義。位尋

22、址能力：部分（字節(jié)地址正好能被8整除）具有位尋址能力。356612466專用寄存器(SFR)簡(jiǎn)介程序狀態(tài)字寄存器PSW ：用作程序運(yùn)行狀態(tài)的標(biāo)志。字節(jié)地址D0H，位地址格式如p26 有些位根據(jù)指令的執(zhí)行情況由硬件自動(dòng)設(shè)置，有些通過(guò)軟件設(shè)定，可通過(guò)指令測(cè)試和讀出。 PSW寄存器各位名稱及地址P24圖2.3 程序狀態(tài)字寄存器PSW各位的意義：CYACF0RS1RS0OV P 進(jìn)位位 半進(jìn)位位 溢出位 奇偶位 用戶標(biāo)志 工作寄存器選擇位高位進(jìn)位標(biāo)志位CY，簡(jiǎn)稱C： 反映算術(shù)運(yùn)算時(shí)，最高位D7向更高位有無(wú)進(jìn)位或借位， 若有CY = 1；若無(wú)CY = 0 。 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1

23、0 0 1 1 1 1 + 1 0 0 0 0 0 0 1 - 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 CY = 1 有進(jìn)位 CY = 1 有借位 F1半進(jìn)位標(biāo)志AC： 反映算術(shù)運(yùn)算時(shí)，低半字節(jié)向高半字節(jié)有無(wú)進(jìn)位或借位，若有AC = 1；若無(wú)AC = 0 。 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 + 1 0 1 0 1 0 0 0 - 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 D3位相加向D4位有進(jìn)位 D3位相減向D4位有借位 AC = 1 CY =

24、1 AC = 1 CY = 0 溢出標(biāo)志位OV： 反映運(yùn)算的結(jié)果是否發(fā)生溢出，有溢出OV = 1；無(wú)溢出OV = 0 溢出的概念：12466（2）累加器ACC： 8位寄存器。 在指令系統(tǒng)中，累加器的助記符為A。作為直接尋址時(shí)助記符為ACC。3566專用寄存器簡(jiǎn)介數(shù)據(jù)指針DPTR: 16位專用地址指針，指明訪問(wèn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的單元地址 。16位存儲(chǔ)器，可尋地址64KB 。由DPH + DPL 組成，可分別使用高位字節(jié)（DPH）和低位字節(jié)（DPL） B寄存器 - 主要用于乘除運(yùn)算暫存數(shù)據(jù) MUL AB; (B70)(A70) (A)*(B) DIV AB; (A) (A)/(B) (B) 余數(shù) 也可

25、作為一般寄存器使用124663566 （5）堆棧指針SP(Stack Pointer):堆棧： 是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特殊的存儲(chǔ)器。主要功能：暫存數(shù)據(jù)和地址，通常用來(lái)保護(hù)斷點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)。特點(diǎn)：“先進(jìn)后出”的原則存取數(shù)據(jù)。SP：8位雙向寄存器，存放棧頂位置指明棧頂元素的地址,8位,系統(tǒng)復(fù)位07H(MCS-51)棧頂：最后進(jìn)棧的數(shù)據(jù)所在的存儲(chǔ)單元專用寄存器簡(jiǎn)介3566 堆 棧 1. 堆棧的概念 堆棧-保護(hù)斷點(diǎn)，保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)的存儲(chǔ)區(qū)域 （存儲(chǔ)斷點(diǎn)處寄存器的內(nèi)容等） 2. 堆棧的特點(diǎn) “后進(jìn)先出，先進(jìn)后出” “進(jìn)” 入棧 PUSH “出” 出棧 POP SP 堆棧指示器指向棧頂 3. 堆棧的開辟 外堆棧 : 容量大,

26、但速度慢 早期微機(jī) 內(nèi)堆棧 : 容量有限,速度快 80C51 80C51堆棧區(qū)30H7FH RAM內(nèi) 注意：堆棧超出內(nèi)部RAM單元時(shí)，會(huì)引起程序運(yùn)行出錯(cuò)。對(duì)51子系列不要超出7FH。 4. 堆棧指示器SP SP的內(nèi)容棧頂存儲(chǔ)器的地址 系統(tǒng)復(fù)位時(shí)SP內(nèi)容為07H,建議初始化為 30HP24圖2.3 5. 堆棧類型 6。堆棧的操作：兩種方式，一種是指令方式，使用堆棧操作命令進(jìn)行操作。另一種是自動(dòng)方式，即在子程序和中斷時(shí)，保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)硬件自動(dòng)實(shí)現(xiàn) “進(jìn)” 入棧 PUSH “出” 出棧 POP （5）堆棧指針SP(Stack Pointer):堆棧： 是特殊的存儲(chǔ)器。主要功能：暫存數(shù)據(jù)和地址，通常用

27、來(lái)保護(hù)斷點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)。特點(diǎn)：“先進(jìn)后出”的原則存取數(shù)據(jù)。SP：8位雙向寄存器，存放棧頂位置指明棧頂元素的地址,8位,系統(tǒng)復(fù)位07H(MCS-51)棧頂：最后進(jìn)棧的數(shù)據(jù)所在的存儲(chǔ)單元地址專用寄存器簡(jiǎn)介（6）端口P0P3：特殊功能寄存器P0P3分別是并行I/O端口P0-P3的鎖存器。它們有字節(jié)地址，每一個(gè)口鎖存器還有位地址，所以每一條I/O線均可獨(dú)立用作輸入輸出。 (7)程序計(jì)數(shù)器PC：存儲(chǔ)將要執(zhí)行的指令地址，是一個(gè)16位的計(jì)數(shù)器。尋址范圍可達(dá)64K，PC有自動(dòng)加1功能。注：PC沒(méi)有地址，通過(guò)指令可以改變它的值。是獨(dú)立于SFR之外的一個(gè)不可尋址的專用寄存器。專用寄存器的字節(jié)地址 *除PC外，共有21個(gè)

28、 *對(duì)這些存儲(chǔ)器，只能采用直接尋址方式專用存儲(chǔ)器的位尋址 21個(gè)專用寄存器SFR,11個(gè)可尋地址，共 83 位（見(jiàn)表2.5，P29）2.5 80C51單片機(jī)的并行I/O口80C51的32條I/O線隸屬于4個(gè)8位雙向端口，每個(gè)端口均由鎖存器（特殊功能寄存器P0-P3），輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器。P1，P2和P3均有內(nèi)部上拉電阻，當(dāng)它們用作通用I/O時(shí)，在讀引腳狀態(tài)時(shí)，各口對(duì)應(yīng)的鎖存器必須置1，所以為準(zhǔn)雙向口。P0口內(nèi)部無(wú)上拉電阻，作為I/O時(shí)，必須接上拉電阻。在讀引腳狀態(tài)時(shí)，各口對(duì)應(yīng)的鎖存器必須置1。P0口具有較大的負(fù)載能力（8個(gè)LSTTL負(fù)載）。P0和P2口即可作為通用I/O口，又可作為地址數(shù)據(jù)

29、總線，內(nèi)部有模擬開關(guān)用于切換。例:用89C52單片機(jī)的P1口驅(qū)動(dòng)一位LED顯示器。在8段LED顯示器輪流顯示字符0-FP1#0B0H dp g f e d c b aP1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.01 0 1 1 0 0 0 0 (0B0H)（ LED顯示3）1 1 1 1 1 1 0 0 (0FCH)(LED顯示1)2.6 80C51單片機(jī)的時(shí)鐘與定時(shí) 單片機(jī)工作是在統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖控制下一拍一拍地進(jìn)行，這個(gè)脈沖是單片機(jī)控制器中的時(shí)序電路發(fā)出的，單片機(jī)的時(shí)序就是CPU在執(zhí)行指令時(shí)所需控制信號(hào)的時(shí)間順序。 單片機(jī)的時(shí)鐘電路：由振蕩電路和分頻電路組成1

30、振蕩器和時(shí)鐘電路1）80C51的時(shí)鐘產(chǎn)生方法有兩種：內(nèi)部時(shí)鐘方式：利用芯片內(nèi)部的振蕩器。在引腳XTAL1和XTAL2兩端跨接晶體振蕩器。發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時(shí)鐘電路。時(shí)鐘信號(hào)的振蕩頻率就是晶振的固有頻率。fosc表示。晶振頻率范圍一般在1.2-33MHZ。外部時(shí)鐘方式：利用外部振蕩脈沖接入XTAL1或XTAL2。80C51時(shí)鐘電路接線方法時(shí)鐘振蕩電路的放大圖2）振蕩電路產(chǎn)生的振蕩信號(hào)經(jīng)過(guò)分頻后使用。P36圖2.113）定時(shí)的單位 節(jié)拍：振蕩脈沖的周期，是計(jì)算機(jī)中最基本的，最小的時(shí)間單位。表示為P狀態(tài)周期：震蕩脈沖二分頻后，就是單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)，把時(shí)鐘信號(hào)的周期定義為狀態(tài)。用S表示。用作單片機(jī)

31、內(nèi)部各功能部件按序協(xié)調(diào)工作的控制信號(hào)。一個(gè)狀態(tài)包括兩個(gè)節(jié)拍。前半周期對(duì)應(yīng)的節(jié)拍記為P1，后半周期對(duì)應(yīng)的節(jié)拍為P2。機(jī)器周期：完成一個(gè)基本動(dòng)作所需要的時(shí)間稱為 機(jī)器周期。80C51有固定的機(jī)器周期。規(guī)定一個(gè)機(jī)器周期有6個(gè)狀態(tài): S1S6 ，12個(gè)節(jié)拍: S1P1、S1P2 S6P2指令周期 : 執(zhí)行一條指令所需的時(shí)間 80C51 指令周期有 1. 2. 3. 4個(gè)機(jī)器時(shí)間 例題：已知振蕩頻率為8MHZ時(shí) 2）振蕩電路產(chǎn)生的振蕩信號(hào)經(jīng)過(guò)分頻后使用。P36圖2.112CPU時(shí)序時(shí)序: 指令執(zhí)行中各信號(hào)的序列關(guān)系2.7 80C51單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位復(fù)位：硬件的初始化操作。復(fù)位方式：有復(fù)位信號(hào)引腳RST。

32、單片機(jī)的外部復(fù)位電路有上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種。（1）上電復(fù)位：系統(tǒng)自動(dòng)完成。接通電源，RST產(chǎn)生合適的高電平（2）上電+按鍵復(fù)位：通過(guò)專用的復(fù)位電路實(shí)現(xiàn)接鈕按下，RST產(chǎn)生合適的高電平復(fù)位狀態(tài)：初始復(fù)位不改變RAM（包括工作寄存器R0R7）的狀態(tài)，復(fù)位后80C51片內(nèi)各特殊功能寄存器的狀態(tài)如表2.6所示，p38頁(yè)，表中“X”為不定數(shù)。注：記住一些特殊功能寄存器復(fù)位后的主要狀態(tài)，對(duì)熟悉單片機(jī)操作，減少應(yīng)用程序中的初始化部分是十分必要的。復(fù)位后特殊功能寄存器的初始狀態(tài)了解內(nèi)容：P38：2.6.2復(fù)位電路，P40：2.7 單片機(jī)低功耗工作模式 有興趣的同學(xué)自學(xué)思考題80C51單片機(jī)內(nèi)部包含哪些主要邏輯功能部件？各有